NiMH مقابل NiCd: الفرق والمقارنة

تستخدم البطارية عبر التوصيلات الخارجية لأجهزة الطاقة الكهربائية مثل الهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية والمصابيح الكهربائية وما إلى ذلك. وتتكون من خلية كهروكيميائية.

عندما تقوم البطارية بتشغيل الأجهزة الكهربائية، فإنها تحتوي على كاثود وأنود. في السابق، كان المقصود من مصطلح البطارية أن تتكون من خلايا متعددة، ولكن الآن يشار إليها على أنها تتكون من خلية واحدة.

هناك نوعان من البطاريات الابتدائية والثانوية. يمكن التخلص من البطاريات الأساسية ، بينما يمكن إعادة شحن البطاريات الثانوية مرة أخرى. كل من بطاريات NiMH و NiCd قابلة لإعادة الشحن.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تتمتع بطاريات NiMH بسعة أعلى وتأثير ذاكرة أقل من بطاريات NiCd.
2. تتمتع بطاريات NiCd بعمر أطول وأداء أفضل في درجات الحرارة المنخفضة مقارنة ببطاريات NiMH.
3. تعد بطاريات NiMH أكثر ملاءمة للبيئة لأنها لا تحتوي على كادميوم سام مثل بطاريات NiCd.

NiMH مقابل NiCd

NiMH تعني بطارية هيدريد معدن النيكل ، والمختصرة أيضًا باسم Ni-MH ، وهي نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة. NiCd تعني بطارية النيكل والكادميوم وهي بطارية قابلة لإعادة الشحن مصنوعة من هيدروكسيد أكسيد النيكل والكادميوم المعدني.

تعد بطارية NiMH أو Niel-metal hydride بطارية ثانوية مما يعني أنه يمكن إعادة شحنها. التفاعل الكيميائي لـ NiMH في القطب الموجب هو نفسه إلى حد كبير كما هو الحال في NiCD ، أي هيدروكسيد أكسيد النيكل (NiOOH).

القطب السالب المستخدم في NiMH يمتص الهيدروجين أشابة. لديها قدرة أعلى وكثافة طاقة أعلى.

لكنها أقل من بطاريات الليثيوم أيون. NiMH مقاوم للانفجار والتسرب ويستخدم كبديل لنفس الشكل غير القلوي والبطاريات غير القابلة لإعادة الشحن.

NiCd تعني بطارية النيكل والكادميوم. الاختصار المستخدم لبطارية النيكل والكادميوم مشتق من النيكل والكادميوم ، ومن ثم يصبح NiCd.

يمكن إعادة شحنها بشكل أفضل باستخدام الكادميوم كقطب سالب وهيدروكسيد النيكل كقطب موجب. بطارية NiCd لديها تفريغ حوالي 1.2 فولت ، وتنخفض في نهاية التفريغ.

An القوة الدافعة الكهربائية التي توفرها بطارية NiCd هي 1.3 فولت. تأتي هذه البطارية بأحجام وسعات مختلفة ، تتراوح من خلايا كبيرة جيدة التهوية إلى خلايا الكربون والزنك الجافة.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	نيمه	البلى
الطاقة الإنتاجية	مرتفع	منخفض
معدل التفريغ	أكثر	أقل
التكلفة	غالية	غير مكلف
سمية	أقل	المزيد
تأثير	صديق للبيئة	غير صديقة للبيئة
شحن	يقاوم الإفراط في التفريغ والشحن الزائد.	بسيط وسريع
قطب سالب	سبيكة امتصاص الهيدروجين	الكادميوم

ما هو NiMH؟

تم اختراع بطاريات NiMH في عام 1967 عندما بدأ العمل والبحث في مركز أبحاث Battelle-Geneva.

تعتمد بطاريات NiMH على تلبيد أقطاب NiOOH وسبائك Ti2Ni + TiNi + x. تم تطوير بطاريات NiMH كما نعرفها برعاية شركتين ، Volkswagen AG و Daimler-Benz.

بعد تطوير الطاقة المطلوبة والمحددة ، تم إيداع براءات الاختراع في العديد من البلدان الأوروبية ، بما في ذلك سويسرا واليابان والولايات المتحدة. ثم تم نقل براءة اختراع إلى دايملر بنز.

أصبحت بطاريات NiMH مشهورة ، وأثار الاهتمام بها خلال السبعينيات عندما تم استخدامها في الأقمار الصناعية.

حاولت العديد من الشركات مثل Philips و CNRS و Ovonic Battery Co. صنع بطاريات NiMH خفيفة الوزن لتخزين الهيدروجين وتحسين تركيب من سبائك Ti-Ni.

في عام 2008 ، تم تصنيع أكثر من 2 مليون سيارة تتكون من بطاريات NiMH. بطاريات NiMH ثنائية القطبية ، مما يعني أنها تتجنب قصر الدوائر ولديها بعض المزايا ، مثل تخزين الهيدروجين في السيارات الكهربائية.

يمكن شحن بطاريات NiMH بسرعة ، ولكن يجب شحنها بشاحن البطارية الذكي لتجنب الشحن الزائد.

تتكون بطارية NiMH من الصمامات القابلة لإعادة الضبط ، والتي تمنع ارتفاع التيار أو درجة الحرارة بشكل كبير. تعتبر NiMh أفضل من أنواع البطاريات الأخرى.

يتم استخدامه في الأجهزة عالية الاستنزاف والكاميرات الرقمية. إنه مفيد بسبب قدرته على جذب التيارات العالية والمقاومة الداخلية المنخفضة.

حلت بطاريات NiMH محل بطاريات NiCd نظرًا لقدرتها على الشحن الاسمية ، وتشغيلها على العديد من الأجهزة ، وما إلى ذلك.

تعتبر بطاريات الليثيوم أيون أفضل من بطاريات NiMH. يتم استخدامه في السيارات الهجينة والكهربائية ولكن يتم استبداله الآن ببطاريات Li-on.

ما هو النيكل كادميوم؟

اخترع فالديمار جانجنر بطاريات NiCd في عام 1899 في السويد. عندما تم تصنيع بطاريات NiCd ، كانت منافستها هي بطاريات الرصاص الحمضية.

من جميع النواحي ، كانت بطاريات Nicd أفضل منها ، مثل كثافة الطاقة العالية ، إلخ. استبدل Jungner الكادميوم بدلاً من الحديد. لم يكن عمله معروفًا في الولايات المتحدة.

بعد إنتاج التصميم الغارق في السويد واستخدام المواد الفعالة ، في عام 1946 ، بدأ إنتاج بطاريات NiCd لأول مرة في الولايات المتحدة.

سميت البطاريات بنوع الجيب بسبب الجيوب الفولاذية المطلية بالنيكل.

في منتصف القرن العشرين ، أصبحت بطاريات Ni-Cd الملبدة شائعة جدًا بسبب مساحة سطحها الأكبر ، ومقاومتها الداخلية المنخفضة ، وأصبحت الألواح مسامية للغاية.

يعتمد معدل تفريغ بطاريات NiCd على الحجم المختلف كما هو الحال في بطارية D-size ، ومعدل التفريغ 3.5 أمبير ، وفي بطاريات AA ، يكون معدل التفريغ 1.8 أمبير.

إمكانات خلايا بطاريات NiCd اسمية ، أي 1.2 فولت. معدل شحن بطارية NiCd بسيط للغاية وسريع ويمكن شحنه بمعدلات مختلفة حسب الخلية.

بسبب الشحن السريع ، قد ترتفع درجة حرارة البطاريات ، مما قد يؤدي إلى تلف الخلايا. هناك خطر الشحن الزائد ، وقد يتم تقصير عمر البطارية.

تتراوح درجة الحرارة الآمنة لاستخدام بطارية NiCd بين -20 درجة مئوية و 45 درجة مئوية. عندما لا تكون بطاريات Ni-Cd قيد الاستخدام ، فإنها ستقوم بتفريغ نفسها بنفسها ، وهو أحد عيوبها.

تم اختراع بطاريات Ni-cd ذات الخلية الرطبة أو ذات الخلايا المهواة في عام 1899. وهي تستخدم لسعات أكبر نظرًا لارتفاع معدلات تفريغها.

لديها تطبيقات واسعة مثل الطاقة الاحتياطية للاتصالات ، والطيران ، والنقل الجماعي ، والسكك الحديدية ، وبدء تشغيل المحرك للتوربينات الاحتياطية ، وما إلى ذلك.

الاختلافات الرئيسية بين NiMH و NiCd

1. قدرة بطاريات NiMH أعلى نسبيًا من بطاريات NiCd.
2. معدل تفريغ بطاريات NiMH أعلى. معدل تفريغ بطارية NiCd أقل.
3. تكلفة NiMH باهظة الثمن. بينما NiCd فعالة من حيث التكلفة.
4. بطاريات NiMH أقل سمية. NiCd هو أكثر سمية ويطلق مواد كيميائية مثل الكادميوم والزئبق والنيكل ، إلخ.
5. تعد بطاريات NiMH صديقة للبيئة أكثر من NiCd.
6. تقاوم بطاريات NiCd الإفراط في التفريغ والشحن الزائد. في حين أن شحن بطارية NiMH بسيط وسريع للغاية.
7. القطب السالب المستخدم في NiMH هو سبيكة ممتصة للهيدروجين. القطب السالب المستخدم في NiCd هو الكادميوم.

مراجع حسابات

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X05000176
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4018094/

آخر تحديث: 11 يونيو 2023